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蛍光X線分析と斜入射小角散乱の同時測定による多成分有機薄膜の空間分解構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H03065
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

山本 勝宏  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314082)

研究分担者 高木 秀彰  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別技術専門職 (10720261)
清水 伸隆  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (20450934)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワード小角X線散乱 / 有機薄膜 / テンダーX線 / 蛍光X線分析 / 斜入射小角X線散乱 / 高分子 / 放射光 / 高分子薄膜 / 薄膜 / ブロック共重合体 / 吸収端 / 斜入射小角散乱 / 蛍光分析 / 高分子構造・物性 / 相分離構造
研究成果の概要

有機薄膜の構造解析手法の一つとしである微小角入射X線小角散乱法が広く利用されている。本研究では、より幅広い波長領域のX線利用によって、得られる構造情報が多様化させられる。単なる膜全体の平均構造解析のみならず、膜の厚み方向への空間分解能の向上、特定元素の吸収端近傍のX線利用による標的元素の空間分布解析、さらに蛍光X線分析法を組み合わせた手法を新たに開発した。これにより多成分混合系薄膜(有機、無機、金属など)の表面近傍から内部方向への空間的構造不均一性を観察する手法を確立した。これらの成果によって薄膜の構造形成機構の解明とその構造と機能の相関解明につながる研究を進展させられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

薄膜の内部構造や、表面・界面といった微小・局所領域の構造・物性はバルクのそれらとは全く異なり、高付加価値材料創製には、薄膜の構造および構造形成・配向化、表(界)面の構造・物性の理解が極めて重要である。さらに蛍光X線分析との併用利用によって多成分からなる薄膜におけるそれらの空間的分布の時間・空間的構造解析を可能とすることが期待できようになった。有機-無機、有機-金属を含め多成分複合系薄膜は有機薄膜太陽電池、量子ドットや金属ナノ構造体の創製テンプレート、選択分離・透過膜などはライフサイエンスや先端ナノテクノロジーを支える重要な材料の詳細な構造解析がかのとなることで、高付加価値材料設計が可能となる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 5件、 招待講演 11件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] ブロック共重合体/ブロック共重合体ブレンドの球状ミクロドメインが作る最密充填格子2019

    • 著者名/発表者名
      TAKAGI Hideaki、YAMAMOTO Katsuhiro
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 76 号: 2 ページ: 157-162

    • DOI

      10.1295/koron.2018-0048

    • NAID

      130007618542

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 年月日
      2019-03-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High spatial resolution small angle X-ray scattering experiments using SOPHIAS detector2019

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Takagi, Ryo Hashimoto, Noriyuki Igarashi, Katsuhiro Yamamoto, and Shunji Kishimoto
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 924 ページ: 417-421

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase Boundary of Frank?Kasper σ Phase in Phase Diagrams of Binary Mixtures of Block Copolymers and Homopolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Takagi Hideaki、Yamamoto Katsuhiro
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 52 号: 5 ページ: 2007-2014

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.8b02356

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 波長可変小角 X 線散乱によるブロックポリマー薄膜のミクロ相分離構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      第28回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンダーX線を用いた斜入射小角X線散乱法によるブロック共重合体薄膜のナノ構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 異常分散効果を利用した斜入射小角散乱法によるブロック共重合体薄膜中のホモポリマーの分布2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      2019年度 繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小角散乱法による高分子ナノ構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      日本粉体工業技術協会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異常分散効果を利用した斜入射小角 X 線散乱法によるポリマーブレンド薄膜中のホモポリマー分散状態の解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小角X線散乱技術入門とソフトマテリアルの構造解析実施例2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      第2回シンクロトロン光産業利用セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光を利用した実用高分子の高次構造解析技術-あいちシンクロトロン光の企業活用について2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      ゴム協会東海支部 2018年度セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Densification of Interfacial Region in Phase Separated Structure of Polystyrene-b-poly(n-butyl acrylate) Making X-ray Scattering Profiles Anomalous2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      5th Internatioanl Symposium on Advances in Sustainable Polymers (ASP-19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光を利用した実用高分子の高次構造解析技術-あいちシンクロトロン光の企業活用について2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      ゴム協会東海支部 2018年度セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンダーX線斜入射X線散乱法および共鳴X線散乱法利用による高分子薄膜の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      第11回日本レオロジー学会中部支部
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of depth-dependent structures in polymer thin films by GISAXS utilizing tender X-ray2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Yamamoto, Mayu Aikawa, Itsuki Saito, Eri Miura
    • 学会等名
      GISAS (4th International GISAS conference)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線・中性子線を用いた ABA 型トリブロック共重合体エラストマー薄膜の深さ分解構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      三浦 永理, 山本 勝宏
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 異常分散効果を利用した斜入射小角 X 線散乱法による多成分系高分子薄膜の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      濱本 博己, 山本 勝宏
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] X線・中性子散乱を利用した高分子ミセルの構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      山本 勝宏
    • 学会等名
      東海ミニシンポ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Depth Dependent Structures of Polymer Thin Films Reveraled by GISAXS Utilizing Tender X-ray2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Yamamoto, Mayu Aikawa, Itsuki Saito, Eri Miura
    • 学会等名
      Small Angle Scatteinrg 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線・中性子線を用いた ABA 型トリブロック共重合体エラストマー薄膜の深さ分解構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      三浦 永理, 山本 勝宏
    • 学会等名
      第29回 エラストマー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 異常分散効果を利用した斜入射小角 X 線散乱法による多成分系高分子薄膜の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      濱本 博己, 山本 勝宏
    • 学会等名
      第29回 エラストマー討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Depth-dependent Structures in Polymer Thin Films by GISAXS Utilizing Tender X-ray2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Yamamoto
    • 学会等名
      The 12th International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] テンダーX線斜入射X線散乱法および共鳴X線散乱法利用による高分子薄膜の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      平成30年度ソフトマター中性子散乱研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Depth-resolved Structure Analysis of Polymer Thin Films by Grazing-incident Small Angle X-ray Scattering Utilizing of Tender X-rays2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Yamamoto
    • 学会等名
      4th International Conference, Advances in Sustabable Polymers 17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] テンダーX線を利用した斜入射小角散乱法による高分子薄膜の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      高木秀彰、清水伸隆、五十嵐教之、森丈晴、西條慎也、永谷康子、大田浩正、山本勝宏
    • 学会等名
      第22回高分子分析討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テンダーX線を利用した斜入射小角X線散乱法による高分子薄膜の深さ分解構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏, 斎藤樹,相川真夕
    • 学会等名
      第66回高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 斜入射小角X線散乱法によるABA型トリブロック共重合体エラストマー薄膜の構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      三浦永理, 山本勝宏
    • 学会等名
      第66回高分子学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テンダーX線を利用したGISAXS法によるブロック共重合体薄膜の深さ分解構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      高分子基礎物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンダーX 線を用いた斜入射小角 X 線散乱によるブロック共重合体薄膜の深さ分解構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      相川真夕,山本勝宏
    • 学会等名
      第66回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テンダーX線を利用した斜入射小角散乱法による高分子薄膜の深さ分解構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 学会等名
      平成29年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンダーX線を利用した斜入射小角散乱法による高分子薄膜の深さ分解構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      相川真夕, 山本勝宏
    • 学会等名
      平成29年 日本ゴム協会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 基礎高分子科学2020

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏(分担)
    • 総ページ数
      478
    • 出版者
      東京化学同人
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 構造制御による革新的ソフトマテリアル創成2018

    • 著者名/発表者名
      日本化学会
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813890
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ブロック共重合体の構造制御と応用展開(新材料・新素材シリーズ)2018

    • 著者名/発表者名
      山本勝宏
    • 総ページ数
      239
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313511
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] X-ray Scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Yamamoto
    • 総ページ数
      226
    • 出版者
      InTech
    • ISBN
      9789535128885
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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